Agujero de ozono, radiación ultravioleta y... organismos acuáticos. Una historia inacabada
María Altamirano Jeschke
Cuando se acerca el final del siglo veinte se hace de vital importancia la predicción de los efectos del cambio climático global sobre la biosfera. La incertidumbre que se tenía hasta hace menos de una década sobre las alteraciones en la química atmosférica, va disminuyendo como consecuencia del aumento en el número y la calidad de los estudios que sobre el tema se están realizando. Uno de estos cambios ha tenido lugar en las concentraciones de ozono en la estratosfera.
Sigeru Chubachi se encontraba en septiembre de 1982 en la base antártica del Japón, realizando medidas sistemáticas del ozono atmosférico. Empezaba la primavera en la Antártida y aún llegaba muy poca luz solar. Cuenta Chubachi: « .....Según mis registros, hasta el día tres de dicho mes de septiembre, la cantidad total de ozono oscilaba entre 270 y 300 unidades Dobson (DU), lo que podía considerarse normal. Sin embargo, el registro del día siguiente, cuatro de septiembre, arrojó un valor notablemente inferior, 230 DU. Durante la noche, el valor de la observación realizada con luz lunar fue también muy bajo. El hecho me sorprendió considerablemente, pues en ninguna de la tablas de registro de ozono aparecía un valor tan pequeño, ni para la Antártida, ni para Japón, ni para ningún otro lugar del planeta.» (en Cacho y Sainz, Antártida. Ed. Tabapress). Y así empezó todo. Chubachi presentó sus observaciones en el Simposio Internacional del Ozono de 1984 [Atmospheric Ozone. (Zerefos CS y Ghazi A. eds.): 285], pero su trabajo no recibió atención alguna. Desalentado, Chubachi ni siquiera menciona sus conclusiones en las Actas de la reunión. Sus datos eran considerados literalmente «increíbles».
Y no se hizo justicia con él. Meses más tarde aparecía publicado el hoy tan citado artículo de Farman, Gardiner y Shanklin [Nature 315: 207 (1985)], investigadores del British Antarcic Survey, donde comunican importantes pérdidas de ozono en la atmósfera antártica. Era una batalla de dos bandos en desigualdad de condiciones, un joven investigador desconocido contra tres científicos procedentes de una renombrada institución.
Susan Solomon [Nature, 347: 347(1990)], la revisora de Nature que creyó en los datos de Farman en 1985, fue la primera en establecer una relación entre la liberación a la troposfera de compuestos fluoroclorocarbonados de origen antropogénico, con la destrucción del ozono en la estratosfera. Dos años más tarde Seckmeyer y McKenzie [Nature, 359: 135 (1992)] demostraron una estrecha correlación entre las reducciones medidas en la concentración total de ozono, y los incrementos registrados de radiación ultravioleta B (UVB) (280-320 nm) que llegan a la superficie de la Tierra, en regiones donde se da una acentuada disminución de las cantidades de ozono.
Desde entonces, las llamadas de atención sobre el agujero de ozono han sido tantas, que se ha conseguido que casi todo el mundo se de por enterado sobre el hecho de que los niveles de radiación ultravioleta sobre la Tierra están aumentando. La conciencia de la gente sobre esta amenaza se hace cada vez más patente.
Por ser la Antártida el lugar donde se descubrió por primera vez la presencia de una disminución del ozono en la atmósfera, fue en esa región de la Tierra donde se centraron la mayoría de los estudios acerca de los efectos que tendría un incremento en la cantidad de radiación ultravioleta incidente sobre los organismos. Sin embargo, desde principios de esta década [Blumthaler y Ambach, Science, 248: 206 (1990)] empezaron a registrarse de manera regular unas disminuciones similares a las observadas en la Antártida, pero esta vez sobre el Norte de Europa y América. En Marzo de 1996 se observó en la atmósfera ártica el agujero de ozono más profundo encontrado jamás en el Hemisferio Norte [Pearce, New Scientist, 149: 7 (1996)], registrándose durante unos días concentraciones de ozono de 200 DU, cuando los valores normales son cercanos a 300 DU. Este suceso acentúa aún más la necesidad de valorar el efecto que tendría un aumento de la radiación ultravioleta sobre la ecología de las plantas de las regiones templadas del Hemisferio Norte.
La estimaciones realizadas para el futuro no son nada gratas. En los próximos cinco años se prevé registrar las máximas disminuciones en las concentraciones de ozono, reducciones que en primavera podrán ser de hasta un 12-13% en el Hemisferio Norte. Acevedo y Nolan [Directorate-General XII for Science (1993)] predicen una pérdida global de 7 millones de toneladas de pescado como consecuencia de una posible reducción de la concentración de ozono de un 16%. Sin embargo si la conciencia mundial es realmente consecuente, y los últimos protocolos internacionales firmados sobre la reducción de compuestos químicos destructores del ozono son cumplidos de manera estricta, alrededor del año 2008 podrá observarse una mejora en las concentraciones de ozono sobre la Antártida [Hoffmann, Nature, 384: 222 (1996)]. Sin embargo, no todas las opiniones son tan desalentadoras. Ciertos autores apuestan porque una reducción del ozono no tendrá, o tendrá poco efecto, sobre la producción primaria acuática [Arrigo, Mar. Ecol. Prog. Ser., 114: 1 (1994)], apoyándose en modelos o mediciones actuales. Por otro lado, otros autores optan por un punto de vista más prudente, afirmando que aún desconocemos muchos otros factores ambientales que posiblemente estén relacionados con el fenómeno, y que ésto nos impide hacer extrapolaciones para afirmar estimaciones futuras [Cullen y Neale, Photosynth. Res. 39: 303 (1994)].
El grupo de organismos acuáticos que más atención ha recibido para el estudio de los efectos de la radiación ultravioleta ha sido el fitoplancton. Estos organismos son los responsables de la mitad de la fijación del CO2 de la atmósfera, y además constituyen el primer paso en la cadena alimentaria de los ecosistemas marinos [Nielsen y Ekelund, Limnol. Oceanogr., 38(7): 1570 (1993)]. Hoy ya se ha demostrado que aspectos tales como la motilidad, la capacidad fototáctica y gravitáctica, y lo que es más importante la producción primaria, se reducen considerablemente debido a la radiación UVB [Ekelund, Physiol. Plant., 78: 590 (1990)]. Con un pensamiento a largo plazo, se puede esperar que una disminución en la producción del fitoplancton llegue a tener fuertes repercusiones en la cadena alimentaria que sostiene.
Pero no hay que olvidar otros organismos fotosintéticos que habitan las aguas del planeta. Las macroalgas son los principales productores primarios en los ecosistemas cercanos a la costa. Su producción es comparable a la de los ecosistemas terrestres más productivos, y aunque en superficie ocupan un área global mucho menor que la del fitoplancton, su producción por unidad de superficie es tres veces más alta [Mann, Mar. Biol. ,14: 199 (1972)]. De esta manera se hace patente la necesidad de estudios sobre el efecto que sobre las macroalgas tendría un cambio en las condiciones lumínicas. Sin embargo muy pocas han sido las investigaciones dirigidas hacia este punto [Grobe y Murphy, J. Phycol. ,30: 783 (1994)]. Recientemente esta situación a mejorado, reconociéndose la importancia de las macroalgas en las zonas costeras, e iniciándose múltiples investigaciones en diferentes países.
Pero no hay que olvidar que la radiación ultravioleta desde el principio de la evolución de la vida sobre la Tierra funcionó como un factor de selección. En la atmósfera original la ausencia del ozono se traducía en una gran cantidad de radiación ultravioleta incidente [Fisher, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 53: 1205 (1965)]. Como consecuencia de la producción de oxígeno en la fotosíntesis, se formó la capa de ozono en la estratosfera. Pero hasta llegar a alcanzar los niveles actuales de este valioso gas, los organismos que habitaban aguas someras tuvieron que desarrollar un conjunto de atavíos de defensa para minimizar el daño producido por la radiación ultravioleta [Karentz, Antart. Res. Ser., 62: 93 (1994)]. Sin duda alguna la radiación ultravioleta funcionó, y sigue funcionando como un factor separador de nichos entre los organismos acuáticos, así como las variaciones de tolerancia a ella que los distintos organismos pueden presentar. Esto nos lleva a pensar que lo que hoy estudiamos, la respuesta que los organismos muestran en la actualidad, no es más que el resultado de millones de años de adaptación, de éxito o fracaso frente a la radiación ultravioleta, en este caso. También podríamos extrapolar esta evolución a una escala temporal mucho más pequeña. Los científicos británicos realizan mediciones de concentraciones de ozono en la Antártida desde 1956. Durante 20 años no se apreciaron cambios. Pero a partir de 1977, en primavera empieza a producirse una leve disminución que se hace mayor cada año, y se recuperan los valores durante el invierno. Si tenemos en cuenta que las primeras investigaciones sobre las consecuencias biológicas y ecológicas de este fenómeno no empiezan a realizarse hasta una década después, hemos de pensar que en estos diez años los organismos han seguido su evolución «ajenos» a nosotros. Así, cualquier estudio que hoy hagamos sobre la fotobiología de la radiación ultravioleta documentará sólo respuestas actuales mitigadas por casi dos décadas de adaptación y selección de especies bajo niveles primaverales de UVB ascendentes.
En cumbres mundiales, como la que este pasado 1 de Diciembre de 1997 comenzó en Kioto, es donde se pone de manifiesto el interés y la responsabilidad que cada país está dispuesto a asumir. Y la necesidad de que tengan éxito es cada día más imperante.
María Altamirano Jeschke es becaria predoctoral en el Departamento de Biología Vegetal de la Universidad de Málaga